本申请公开了一种具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针及其制备方法和应用，pH荧光探针结构式如式(I)所示：该pH荧光探针只需通过一步合成即可获得，合成产率高，制备方法简单。在检测pH过程中，探针的选择性好，斯托克斯位移大，可精准的定量检测溶液的pH值，在环境监测、生态保护和细胞内环境等领域在探测酸度有广泛的应用前景。酸度有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针及其制备和应用
[0001]本专利技术涉及荧光检测领域，具体涉及一种聚集诱导发光性质的pH荧光探针及其制备和应用。
技术介绍
[0002]众所周知，pH是影响着环境水质和生物体生长发育的一项重要指标。一方面，天然水体的pH是处于一定范围内，其异常变化会抑制水中微生物的生长，若长期处于异常值下会破坏水的生态平衡，降低水中种群数量，甚至可导致鱼类绝迹。另一方面，pH在许多生理过程中起着重要的作用，具有调节细胞活动的功能，正常情况下细胞内pH一般为7.2～7.4，在阿尔兹海默症、肝损伤、糖尿病和肿瘤等疾病中，pH值往往都会偏离正常生理指标。
[0003]综上所述，在环境监测、生态保护和细胞内环境检测等领域实现pH值的定量检测具有十分重要的实际意义。检测pH值的方法有很多，如电位滴定法、酸碱滴定法等。但是这些方式具有操作不简便、价格高等缺点。和以上手段相比，荧光探针往往具有灵敏度高、选择性好、响应时间短、操作方便等优点，到目前为止，研究者们已开发多种pH荧光探针，但是多数探针有以下三个缺点：1)多数探针合成步骤多，制备成本高；2)多数荧光探针具有不良的聚集诱导猝灭效应，容易被光漂白；3)多数探针的斯托克斯位移小，容易收到仪器背景的干扰。因此，迫切需要开发具有易制备、聚集诱导发光性质和斯托克斯位移大等优点的pH荧光探针。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种易制备、聚集诱导发光性质和斯托克斯位移大等优点的pH荧光探针及其制备方法和应用。
[0005]本申请的第一个目的是提供一种具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针，所述pH荧光探针的结构式如式(I)所示：
[0006][0007]可选的，所述pH荧光探针的pH值响应范围为5.33～8.72。
[0008]可选的，所述pH荧光探针的pKa为7.07。
[0009]本申请的第二个目的是提供一种所述pH荧光探针的制备方法，包括：
[0010]将化合物(II)、溶剂、碘化钾、碳酸铯和化合物(III)依次放入反应瓶中，并置于55～65℃条件下反应；待反应结束后，将反应液进行分离纯化，获得所述式(I)所示的pH探针。
[0011][0012]反应式如下：
[0013][0014]可选的，所用实际化合物(II)和化合物(III)均为公开的化合物，购买自试剂公司。
[0015]可选的，所述化合物(II)与化合物(III)、碘化钾、碳酸铯按物质的量比为1:1.5～2:0.1:2。
[0016]可选的，所述溶剂为乙腈。
[0017]可选的，反应时间为15
‑
20小时。
[0018]进一步可选的，反应温度为60℃，反应时间为16小时。
[0019]可选的，所述反应液分离纯化为：先过滤，滤液减压旋蒸去除溶剂，取浓缩物进行柱层析分离，以体积比70:1的二氯甲烷甲醇混合液为展开剂，洗脱目标产物，获得式(I)所示的pH荧光探针。
[0020]本申请的第三个目的是提供所述的具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针在pH值检测中的应用。
[0021]具体地，本申请提供一种所述pH荧光探针在制备检测pH值的试剂、试剂盒或试纸条中的应用。
[0022]本申请还提供一种检测pH值的试剂盒，包含所述的pH荧光探针。所述pH荧光探针按照本领域成熟的方法制成试剂盒。
[0023]本申请还提供一种所述pH荧光探针在检测生态环境中pH值或非诊断目的的体外检测活细胞内pH值中的应用。
[0024]本申请提供的具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针，可对溶液中的pH值进行定量检测，因此，本申请还提供一种pH值定量检测方法，可用于生态环境中pH值的定量检测，包括：
[0025]将所述的pH荧光探针加入待测溶液中，混匀得检测液；在激发波长为320nm、发射波长为450nm下采集检测液的荧光强度，代入标准曲线计算得到待测溶液的pH值。
[0026]可选的，待测溶液中加入的具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针的终浓度为0.01mM，与待测溶液的pH值为5.33～8.72时呈良好的线性关系，能够对该浓度范围内的待测溶液的pH值的定量检测。
[0027]可选的，标准曲线的制备如下：
[0028]将0.01mM荧光探针分别置于pH值为5.33～8.72内的溶液，激发波长为320nm，发射波长为450nm下采集待测溶液的荧光强度，以pH为纵坐标、Log[(I
max
‑
I)/(I
‑
I
min
)]为横坐标，绘制即得线性标准曲线。
[0029]本申请还提供一种所述pH荧光探针在细胞成像或在制备细胞成像试剂中的应用。
[0030]可选的，所述细胞为肿瘤细胞。进一步地，所述细胞为人宫颈癌细胞Hela细胞。
[0031]本申请提出的荧光探针检测原理为：以萘环为荧光母核，吗啉基团通过光诱导电子转移机制使得探针的荧光淬灭，pH值的降低会使吗啉基团发生质子化，光诱导电子转移机制降低，荧光开启。
[0032]与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果之一：
[0033](1)本申请提供的pH荧光探针具有聚集诱导发光性质，不易发生光漂白。
[0034](2)本申请提供的pH荧光探针的制备方法简单，反应产率高，其信号不受离子的干扰，并可对溶液pH值进行精准的定量检测。
[0035](3)本申请提供的pH荧光探针属于D
‑
π
‑
A类荧光探针，具有斯托克斯位移大的优点，不易受到仪器的干扰，具有良好的科研价值和应用价值。
[0036](4)在检测pH过程中，探针的选择性好，斯托克斯位移大，可精准的定量检测溶液的pH值，在环境监测、生态保护和细胞内环境等领域在探测酸度有广泛的应用前景。
[0037](5)本申请提供的pH荧光探针可用于生态环境中的pH定量检测。
[0038](6)本申请提供的pH荧光探针可用于细胞成像，检测细胞内的pH变化。
附图说明
[0039]图1为实施例1制备的探针(I)的核磁氢谱。
[0040]图2中a为实施例1制备的探针(I)随着水/二甲基亚砜混合溶液中水体积的变化而产生的荧光光谱图(激发波长320nm)；图2中b为探针(I)随着水/二甲基亚砜混合溶液中水体积的变化而产生的荧光强度图(激发波长320nm，发射波长450nm)。
[0041]图3中a为实施例1制备的探针(I)加入到不同pH的DMSO/PBS缓冲液(v/v＝1/99)中的荧光发射光谱图，图3中b为pH与Log[(I
max
‑
I)/(I
‑
I
min
)]的线性关系(激发波长320nm，发射波长450nm)；I为荧光强度，I
max
是探针在pH＝5.03时的荧光强度，I
min
是探针在p本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有聚集诱导发光性质的pH荧光探针，其特征在于，所述pH荧光探针的结构式如式(I)所示：2.根据权利要求1所述的pH荧光探针，其特征在于，所述pH荧光探针的pH值响应范围为5.33～8.72。3.根据权利要求1所述的pH荧光探针，其特征在于，所述pH荧光探针的pKa为7.07。4.如权利要求1所述pH荧光探针的制备方法，其特征在于，包括：将化合物(II)、溶剂、碘化钾、碳酸铯和化合物(III)依次放入反应瓶中，并置于55～65℃条件下反应；待反应结束后，将反应液进行分离纯化，获得如式(I)所示的pH荧光探针。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述化合物(II)与化合物(III)、碘化钾、碳酸铯按物质的量比为1:1.5～2:0.1:2；所述溶剂为乙腈；反应时间为15
‑
20小时；所述反应液分离纯化为：先过滤，滤液减压旋蒸去除溶剂，取浓缩物进行柱层...
【专利技术属性】
技术研发人员：都思佳，谢振达，田彩虹，姚俊，章佩丽，王浩，赵文雅，林星，余彬彬，祝子坪，
申请(专利权)人：台州市污染防治工程技术中心，
类型：发明
国别省市：
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